ESTGV - DEE - Dissertações de mestrado (após aprovadas pelo júri)
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- Linguagem de Comunicação entre Aplicações de Gestão AutónomasPublication . Marques, Bruno; Oliveira, RaúlO paradigma dos agentes de software desenvolveu-se a partir da área da inteligência artificial. No entanto, apesar do primeiro trabalho sobre os agentes ter sido efectuado há já bastantes anos (falo da década de 70), o paradigma dos agentes inteligentes levou bastante tempo a tornar-se realidade no mundo das telecomunicações. Presentemente, tem-se assistido a um grande crescimento no interesse da utilização de aplicações autónomas de software (agentes) nos sistemas de telecomunicações devido, principalmente, à consciência de que este paradigma pode oferecer melhores meios para a interligação e gestão de grandes redes com características acentuadamente heterogéneas como é o caso das redes de telecomunicações. Assim sendo, as estruturas das comunicações são agora vistas como um domínio natural da aplicabilidade dos agentes inteligentes. A aproximação seguida neste trabalho de mestrado conduziu ao desenvolvimento de uma nova arquitectura multi-agente, apropriada a todo um contexto de fornecimento de serviços ATM de ligação entre redes privadas através de uma ou mais redes operadoras de área alargada. Neste, os agentes são responsáveis por pedir informações sobre serviços e respectivos custos, negociar e estabelecer um serviço qualificado e a pedido de um agente em nome de um utilizador final (rede privada). Com os agentes, pretende-se reduzir o factor humano actualmente encontrado, estabelecendo-se dinâmicamente circuitos de comunicação e fazendo um melhor aproveitamento dos recursos existentes no equipamento das redes. Para além do desenvolvimento desta arquitectura e definição dos possíveis cenários de comunicação, foi necessária a especificação de uma linguagem de conteúdo que, utilizada pelos agentes, conseguisse de uma forma transparente integrar a resolução distribuída de um problema (o do estabelecimento dinâmico de um circuito de comunicação especificado pelo utilizador final) num ambiente de redes heterogéneas. Assim, conseguiu-se definir uma arquitectura de agentes híbridos e reactivos, já que eles agem no seu meio ambiente, actuando nos equipamentos de rede de acordo com o conhecimento que dele possuem. Todos os conceitos ligados a esta nova tecnologia (terminologias, conceitos de linguagens de comunicação e de linguagens de conteúdo), no que se refere a um contexto de redes de telecomunicações, são explicados em detalhe na presente tese
- Desenvolvimento de um sistema robótico flexível para utilização em farmáciasPublication . Ôlas, João Vitor Pereira; Ferrolho, António Manuel PereiraAtualmente, o mercado da automatização dos armazéns de medicamentos para farmácias tem vindo a proliferar. Cada vez mais farmácias, um pouco por todo o mundo, os usam com reconhecidos proveitos. A evolução tecnológica, por um lado, e o aumento das unidades implementadas, por outro, tem levado a um decréscimo dos preços, que por sua vez leva a mais unidades vendidas e, consequentemente, a mais concorrência, mais investigação e mais evolução tecnológica. A tecnologia usada assenta na automação fixa, com software e hardware desenvolvidos especificamente para este fim, de que se destaca o robô cartesiano, construído de raiz para este fim. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um sistema de armazenamento de medicamentos para utilização em farmácias com base em automação mais flexível, como seja a robótica. Utilizando robôs já existentes no mercado para utilização industrial, foram desenvolvidas várias ferramentas de software e hardware com o intuito de permitirem a integração e o controlo destes robôs manipuladores, de atuadores, de sensores e de um computador com funções HMI. Foram também concebidos sistema de alarmes e de registo de estatísticas, de intrusão e de nível de stock. Para além do trabalho proposto, esta Dissertação proporciona ainda uma visão geral dos sistemas mais vendidos na Europa, confirma a versatilidade dos robôs manipulares industriais e realiza também uma estimativa da capacidade máxima de um armazém para utilização com estes robôs. ABSTRACT: Nowadays, the market of medicine storehouse automation for pharmacies has been proliferating. More and more pharmacies all over the world have been using it profitably. Technological developments, on the one hand, and the increase of other implemented units, on the other hand, have led to a decrease in prices, which in turn leads to more units being sold and therefore to more competitiveness, more research and technological development. This technology relies on fixed automation with software and hardware specifically designed for this purpose, highlighting the Cartesian robot which was built up from scratch for this purpose. This study aimed to develop a system of medicine storage based on flexible automation such as robotics, in order to be used by pharmacies. We developed several software tools and hardware by using robots already applied on the industrial market, in order to enable the integration and control of these handling robots, actuators, sensors and a computer with HMI functions. We designed an alarm and stats tracking system, an intrusion system and also a stock level system. In addition to the proposed work, this thesis also provides an overview of the bestselling systems in Europe, confirms the versatility of industrial handling robots and also carries an estimate of the maximum capacity and cost of building a storehouse to be used by these robots.
- Sistema de paletização robotizado no setor de pesagem/etiquetagem do queijo: Caso de estudo: Lactogal, Produtos Alimentares S.A.Publication . Carreira, Daniel Loureiro; Ferrolho, António Manuel PereiraO processo de paletização consiste em organizar os produtos em paletes. Esses produtos são colocados de forma a construir paletes com estabilidade, para que, quando ocorrer o transporte dos mesmos, estes cheguem nas melhores condições aos clientes das empresas. Com a evolução das novas tecnologias, mais precisamente com a robótica industrial, este processo resulta de um estudo pormenorizado de cada fase do processo, com o intuito de o tornar o mais rápido e o mais eficiente possível e com um menor custo para as empresas. O presente documento propõe o desenvolvimento do estudo de um sistema de paletização robotizada para caixas, no setor de pesagem/etiquetagem, na unidade fabril da Lactogal, Produtos Alimentares S.A em Oliveira de Azeméis. Neste sistema de paletização robotizado proposto, será possível ao operador fabril introduzir todos os dados relativos às dimensões das caixas e das paletes. Para além deste facto, também o número de camadas pode ser introduzido, o que confere grande versatilidade e flexibilidade ao sistema. O documento aborda todos os elementos de automação industrial usados e ferramentas desenvolvidas, dando informações sobre estes, com o objetivo de tornar a realização da tarefa segura e eficiente. ABSTRACT: The palletizing process consists in organizing the products on pallets. These products are arranged to construct pallets with stability, in order to arrive at the business customers in best conditions, when they are transported. With the evolution of the new technologies, specifically with industrial robotics, this process results from a detailed study of each stage of the process, with the aim of making it as fast and as efficient as possible and at a lower cost for companies. This document proposes the development of the study of a robotic palletizing system for boxes in the industry of weighing/labeling, in the manufacturing unit of Lactogal, Produtos Alimentares S.A. in Oliveira de Azeméis. In this proposed robotic palletizing system, the plant operator can enter the dimensions of the boxes and pallets. Besides this, the number of layers may also be entered, which gives great versatility and flexibility to the system. The document approaches all elements of industrial automation used and developed tools, giving information on these, with the goal of making the accomplishment of the task safe and efficient
- Dimensionamento e gestão de sistemas de produção, armazenamento e consumo de electricidade com origem em fontes renováveisPublication . Correia, Rui Miguel dos Santos; Costa, Paulo Moisés Almeida daconsumo em edifícios representa 40% do total da energia consumida na União Europeia (UE), contribuindo de forma significativa para a emissão de poluentes atmosféricos e para a dependência energética que caracteriza o espaço europeu. A Directiva 2010/31/EU do Parlamento Europeu e do Conselho de 19 de Maio de 2010 procura obviar esta situação, definindo o conceito de «Edifício com necessidades quase nulas de energia», e estabelecendo datas a partir das quais todos os novos edifícios deverão apresentar um elevado desempenho energético e cujas necessidades de energia devem ser satisfeitas, em grande medida, por energia proveniente de fontes renováveis. Esta dissertação enquadra-se neste contexto, contribuindo para a definição de procedimentos para dimensionamento de sistemas de produção de energia elétrica e térmica capazes de satisfazer as necessidades de edifícios de habitação. O dimensionamento destes sistemas é efetuado tendo em consideração perfis típicos de consumo de energia, e visa a obtenção de soluções tecnicamente adequadas ao menor custo. A inexistência de perfis térmicos com definição dos consumos típicos ao longo das horas do dia implicou a necessidade de se proceder à sua construção. A integração de sistemas de armazenamento de energia térmica e elétrica foi incluída, inclusive no que se refere à respetiva vida útil. Alguns procedimentos de gestão potencialmente aplicáveis a estes sistemas são apresentados ao longo do trabalho, destacando-se o controlo das unidades de microcogeração por necessidades térmicas e por necessidades elétricas. As metodologias desenvolvidas foram aplicadas a um caso de estudo correspondente a uma habitação unifamiliar, permitindo a obtenção de conclusões sobre o desempenho de sistemas autónomos com diferentes constituições, definidos com o objetivo de satisfazerem apenas as necessidades de energia elétrica ou, simultaneamente, as necessidades de energia elétrica e térmica. A avaliação do desempenho económico destes sistemas finaliza a dissertação. ABSTRACT: The energy Consumption in buildings accounts for 40% of total energy consumed in the European Union (EU), contributing significantly to the emission of atmospheric pollutants and for the energy dependence that characterizes the European area. The Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010, seeks to remedy this situation by defining the concept of nearly zero- energy buildings, and establishing dates from which all new buildings must have a high energy performance and whose energy needs must be met, in a large measure, by renewable sources. This work intends to contribute to the development of procedures for sizing systems able to produce electricity and thermal energy in order to meet the needs of residential buildings. The sizing of these systems is performed taking into account typical profiles of energy consumption, and aims to obtain technically adequate solutions at the lowest cost. The lack of thermal profiles with typical consumption along the hours of the days imposed the need to provide for their construction. The integration of thermal and electrical energy storage was consumed, included their service life. Some management procedures potentially applicable to these systems are presented throughout the work namely concerning the control of microcogeneration units that allow thermal and electrical energy generation. The methodologies developed were applied to a case study based on a single family dwelling, allowing to obtain conclusions about the performance of autonomous systems with different constitutions, defined in order to meet the electrically or both electrical and thermal energy needs. The evaluation of the economic performance of these systems concludes the dissertation.
- Sistema de aquisição e monitorização de dados para indústria alimentar e laboratorialPublication . Araújo, João Carlos Dias Abrunhosa; Lima, Miguel Francisco Martins de; Marques, Bruno Filipe Lopes GarciaA garantia das boas condições de armazenamento e conservação dos produtos é uma preocupação cada vez mais rigorosa, nomeadamente com a conservação de produtos alimentares. Os requisitos exigentes da conservação alimentar, a necessidade de criar maior confiança na conservação de produtos e, consequentemente, na melhoria da qualidade de vida das populações em geral, levaram a que se criassem normas específicas para o efeito. A série ISO 9000 define explicitamente a relação entre garantia da qualidade e a metrologia, incluindo diretrizes para se manter um controlo sobre os instrumentos e equipamentos, tornando assim necessária a implementação de um processo metrológico que permita obter ou manter uma certificação da empresa. Tem-se vindo a verificar, por parte das empresas e técnicos responsáveis, uma maior consciencialização para este tema. Nas empresas surgem as equipas de controlo de qualidade e os instrumentos que lhes permitem efetuar continuamente as medições e registos requeridos pelas normas aplicáveis. Com o objetivo de ir ao encontro destas necessidades, foi desenvolvida ao longo deste projeto uma ferramenta de trabalho que permite facilitar a atividade das equipas de controlo de qualidade, podendo mesmo ser transferido algum controlo a entidades externas que se responsabilizam por monitorizar várias instalações em simultâneo. Nesse âmbito, revelou-se uma mais valia o desenvolvimento de uma aplicação Web, que permite remotamente ou localmente ter acesso a temperaturas de equipamentos de acondicionamento, temperaturas e humidades relativas dos locais, assim como das condições de luminosidade. O fundamento deste projeto consiste na monitorização das condições de armazenamento de produtos, sobretudo nas áreas laboratoriais de análises clínicas e restauração. Para tal, idealizou-se um sistema com base num microcontrolador e sensores que permitem medir três tipos de variáveis físicas (temperatura, humidade e luminosidade), através de comunicação sem fios. O sistema desenvolvido, que se descreve e fundamenta ao longo deste documento, pode facilmente ser expandido futuramente com a introdução de outros sensores. ABSTRACT: The guarantee of good storage conditions and product conservation is an increasingly stringent concern, particularly with the conservation of food. The demanding food conservation requirements, the need to sustain the general public trust on it, with the goal to improve life quality, has let to the creation of specific standards for this purpose. The ISO 9000 series defines explicitly the relationship between quality assurance and metrology, including guidelines to keep a check on the instruments and equipment, thus making it necessary to implement a metrological process that allows a company to obtain or maintain their certification. A greater awareness for this issue by companies and responsible technicians has been observed. Quality control teams are created and there is a selection of tools that allow them to continuously measure and maintain the records required by the rules. Aiming to meet these needs, we developed throughout this project a tool that facilitates the activity of the quality control teams and can even transfer control to external entities, that are responsible for simultaneously monitoring multiple facilities. The development of a web application that allows locally or remotely to measure temperatures of conservation equipment, temperatures and relative humidities of storage areas and the lighting conditions, proved to be a real asset in this framework. The aim of this project lays on the monitoring of storage conditions of products, particularly in the areas of laboratorial clinical analysis and food industry. This system has been designed based on a microcontroller and sensors that can measure three types of physical variables (temperature, humidity and light), through wireless communication. The system that was developed and is described throughout this document, may readily be expanded in the future with the introduction of other sensors
- Otimização energética em unidade industrial: o caso da CerutilPublication . Jesus, Christophe Samuel Amaral de; Gouveia, Eduardo Miguel T. MendonçaO contexto atual de crise nacional e internacional tem conduzido a uma reflexão por parte de todos, empresas e consumidores no que se refere às questões energéticas. Com efeito, é hoje uma exigência para cada um de nós considerar ações de eficiência energética e, se viável enquadrar soluções de produção de energia elétrica. Esta dissertação foi desenvolvida em contexto empresarial nas instalações de uma empresa, a Cerutil – Cerâmicas Utilitárias S.A. que tem origem nesta temática. Neste enquadramento são analisadas soluções de eficiência energética e de mini-produção que contemplam a análise técnica e a análise de viabilidade económica. Essa análise integrou as soluções técnicas, cálculo e medições de grandezas elétricas e rentabilidade dos investimentos. As soluções de eficiência energética contemplaram sistemas distintos, dos quais se destacam sistemas de iluminação, sistemas de força motriz e sistemas de ar comprimido. Paralelamente foram analisadas situações relativas a mini-produção, em concreto produção solar fotovoltaica ao abrigo do Decreto-lei 34/2011 de 8 de Março. Espera-se desta forma dar um contributo para a melhoria da eficiência energética local e globalmente. ABSTRACT: The current context of national and international crisis has led to a reflection by all individuals, business people and consumers regarding to energy issues. It is now a requirement for each of us to consider energy efficiency actions and, if possible, consider solutions for generating electricity. This thesis is developed in the context of an industry facility, Cerutil – Cerâmicas Utilitárias S.A. Within this framework are analyzed energy efficiency solutions. Also was performed several studies regarding mini-generation. For all the studies we considered technical solutions, calculations and measurements of electrical quantities and return of investments. The solutions for energy efficiency covered different systems, including lighting systems, electrical motors and compressed air systems. It was also analyzed in parallel situations involving mini-generation, namely solar photovoltaic generation (DL 34/2011, 8 March). In this way it is expected to contribute to the improvement of energy efficiency both locally and globally.
- Contribuição para o dimensionamento de condomínios energéticosPublication . Carvalho, José Óscar Madeira; Costa, Paulo Moisés Almeida da; Santos, Vasco Eduardo Graça dosAo longo dos últimos anos, a produção distribuída de eletricidade teve um rápido crescimento, devido aos mecanismos de incentivo que foram implementados principalmente nos países que integram a União Europeia. Perante este cenário tem-se assistido a um aumento da ligação de pequenas unidades de produção distribuída (microgeração) à rede de baixa tensão. Este facto tem levado à investigação sobre formas de integrar dos sistemas de microgeração nas redes baixa tensão. Neste âmbito, um dos conceitos que têm vindo a ser desenvolvido são as microredes elétricas. No entanto, novos conceitos como os condomínios energéticos poderão também ser englobados no seio do sistema elétrico. A presente dissertação procura contribuir para a definição do conceito de condomínio energético, visto como uma expansão natural das microredes e, consequentemente, na definição de modelos que podem ser aplicados para dimensionamento destas entidades. Os modelos desenvolvidos procuram potenciar os benefícios mais relevantes da produção distribuída, tendo em consideração os seguintes fatores: i) dimensionamento de uma rede elétrica totalmente (condomínio autónomo) ou parcialmente (condomínio com consumo líquido zero) autónoma; ii) conjugação de redes elétricas e de calor; iii) localização da produção distribuída no interior da rede visando a redução de perdas e a não degradação dos níveis de tensão; e iv) dimensionamento otimizado da rede de distribuição de eletricidade integrada no condomínio. A metodologia desenvolvida é aplicada a casos de estudos baseados em redes reais. Os resultados obtidos permitem retirar conclusões que caracterizam os potenciais benefícios e custos que resultam da implementação do conceito de condomínio energético. A dissertação é finalizada com a avaliação da capacidade dos condomínios energéticos prestarem serviços à rede a montante. Esta avaliação teve em consideração as características destas estruturas, nomeadamente a possibilidade de alterar a carga e a produção internas.
- Sistema de mobilidade elétrica de duas rodas de elevada eficiência e performancePublication . Silva, José Carlos Marques da; Delgado, Joaquim Duarte BarrocaA bicicleta é hoje reconhecida a nível internacional não apenas como instrumento lúdico, mas também como um meio de transporte urbano promotor de saúde. Pedalar constitui um modo saudável, limpo, económico e divertido de mobilidade que traz muitas outras vantagens e que deve ser cada vez mais adotado pelas pessoas, sobretudo pela população mais jovem e nas deslocações pendulares para a escola ou trabalho. No contexto europeu e apesar de dispormos de ímpares condições de diferenciação positiva, o nosso país apresenta um dos menores índices de utilização dos modos suaves de mobilidade, para o qual tem contribuído um planeamento orientado para o transporte rodoviário. Recentemente o “Projeto Mobilidade Sustentável” deu um passo na promoção da mudança de paradigma no contexto nacional de redes de mobilidade suave, imperativo nos dias de hoje. Para melhorar o desempenho e diminuir o esforço do uso da bicicleta tradicional nas subidas, a opção recai na bicicleta elétrica assistida, pois é um veículo híbrido que permite a realização de percursos de forma mais cómoda e rápida. A presente dissertação teve por objetivo projetar uma bicicleta elétrica de elevada eficiência e performance e em simultâneo disseminar conhecimento rigoroso referente a esta forma de deslocação, ajudando a sensibilizar os intervenientes acerca dos grandes benefícios do uso da bicicleta elétrica, promovendo a mobilidade sustentável. Após um rigoroso e detalhado estudo cinemático do veículo de duas rodas e com base nas performances que se pretendem alcançar, foi elaborado o projeto da bicicleta, selecionados os componentes que o integram e expostos os fundamentos teóricos que justificam a escolha dos mesmos. O desenho do quadro teve por base um convencional, adaptado para integrar as baterias. Foram realizadas diferentes simulações do estudo cinemático e diversos cálculos referentes a consumos, autonomia, custos associados, impacte ambiental, bem como a contabilização de todos os benefícios resultantes da utilização da bicicleta elétrica. Para transmitir de forma eficaz as qualidades da bicicleta projetada, foi criada a marca, o slogan, concebido o logotipo e construído o website onde estão publicados os dados gerais do projeto. O referido website contribui também para a divulgação, sensibilização e promoção do uso da bicicleta elétrica. A opção pela utilização da bicicleta como forma de deslocação alternativa ao automóvel, nomeadamente em meio urbano, apresenta inegáveis vantagens que justificam plenamente a promoção deste modo suave de mobilidade.
- Sistema robótico de paletização para caixas com grandes volumes de produção caso de estudo: CerutilPublication . Gomes, Nelson Filipe Nunes; Ferrolho, António Manuel PereiraCom a evolução tecnológica ao longo dos anos, cada vez mais é possível conceber todo tipo de instrumentos tecnológicos. Além das vantagens que permitiram à nossa sociedade usufruir de uma qualidade de vida melhor. Um dos vários motivos que levou ao aumento dessa qualidade de vida foi a capacidade de inovação e a implementação de uma nova dinâmica por parte da indústria. Esta nova indústria, mais madura que há umas décadas atrás, começou a desenvolver novos sistemas que contribuem para a conceção da maioria do material que nos chegam a casa. A automação industrial, e em particular os sistemas robóticos, dão garantias de robustez, eficácia e de confiança ao setor industrial. A exatidão e a repetibilidade de movimentos são a mais-valia na execução de processos mais ou menos simples, substituindo outras ferramentas menos adequadas ou a mão-de-obra humana. A sua operabilidade em ambientes perigosos ou a execução de processos de risco para o bemestar do ser humano são outras vantagens desta tecnologia em expansão na indústria mundial. Abrangendo a área da automação industrial, esta dissertação visa analisar uma solução possível para um problema com efeitos comparativos entre o sistema atual e em estudo. A conceção de um sistema robótico flexível de paletização de caixas para grandes séries de produção no setor de distribuição da empresa Cerutil foi o desafio abraçado. Deste modo, o documento pretende mostrar a simbiose entre todas as variáveis que envolvem este sistema, ou seja, operador, ferramentas de trabalho, interação com o dispositivo tátil e a essência automática do sistema. A abordagem aprofundada relativamente a estas variáveis tem como objetivo provar que é possível fazer uma paletização dinâmica, flexível, eficiente e segura.
- Automatização de um processo industrial. Aplicação a um caso: Colocação de escorredor em embalagem de esfregões saponificadosPublication . Rodrigues, Egon Santos; Lima, Miguel Francisco Martins deA automação é responsável pela automatização de processos maioritariamente manuais. Estes processos são predominantemente repetitivos, com cadência, por vezes, elevada, levando à exaustão de qualquer ser humano. O presente trabalho teve por objetivo criar uma solução industrial automatizada capaz de executar a aplicação de escorredor em estojo de esfregões saponificados. Esta tarefa era, anteriormente, executada de forma manual. Trata-se de uma solução desenvolvida à medida, completamente de raiz, única no mercado, integrada na máquina existente, com automação própria. Como resultado final, obteve-se um só equipamento integrado, responsável pela tarefa de abrir o estojo, colar as abas, tampas e inserir o escorredor de forma automática; de forma manual, são inseridos apenas os esfregões. Para além da explicação do processo de desenvolvimento até chegar à solução, a dissertação apresenta as fases da construção mecânica e implementação de atuadores e respetivo comando para se atingir os objetivos pretendidos. Assim, a presente dissertação aborda as etapas necessárias na integração de dois equipamentos industriais, provenientes de diferentes fornecedores, em que o existente está em laboração continua. Por fim, o estudo descreve o processo de arranque e otimização em ambiente industrial, bem como a formação e interação das equipas de operação e manutenção com o novo equipamento.